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从上图可以看出,随着点数的增加,拉格朗日插值中的Li(x)在计算机程序中需要重新计算。


为了解决这个矛盾,提出了牛顿插值法,还是先考虑两个点:



上述过程显而易见,再考虑三个点



上述过程也不存在困难,而那些待定系数就是所谓的n阶差商:

这个一阶差商很好理解,其实就相当于两个点之间求导数。

对于上面的二阶差商,考虑下面图形:

图1
在图1中取三个点,先求出第1,3两个点之间的差商(一个数),然后求出求出第1,2两个点之间的差商(另一个数),再把求出的这两个数连起来,求出它们的导数(分母是第3个点减去第2个点,也就是最后两个点的距离)。
同样,如果是三阶差商,那就先把(1,2,4)和(1,2,3)这两组数的二阶差商求出来,然后把求出来的这两个数连起来,再求它们的导数,分母同样是最后两个点之差。以此类推。由此得出n阶差商表达式:

下面推导所求目标函数的表达式:

通项为:

图2
通项中有几个注意的地方:
1:方程右边每一项的差商部分,除最后一项的差商之外,都不包含未知数x,也就是说,除最后一项的差商之外的其它差商,都是可以求出来的。
2:方程右边的每一个乘积项都包含x。
3:方程右边的n阶差商对应n个乘积项。
再把图2的通项和泰勒级数比较:

会发现两者形式上很像,事实上:
如果 f(x) 在 [a,b] 上存在 n 阶导数,且 xi∈[a,b],i = 0, 1, …, n ,则

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